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2.化學(xué)沉淀(MAP) 法 在一定的pH條件下,水中的Mg2+ 、HPO43- 和NH4+可以生成磷酸銨鎂沉淀,而使銨離子從水中分離出來。 影響沉淀效果的因素有沉淀劑種類及配比、pH值、廢水中的初始氨的濃度、干擾組分等。 有研究表明沉淀法去除廢水中氨氮的pH值為10.0 ,物質(zhì)的量之比Mg∶N= 1.2、P：N = 1. 02 時沉淀效果最好,氨氮去除率達(dá)到90 %。 趙慶良等[ ]研究表明,MgCl2 ?6H2O 和Na2HPO4?12H2O 組合沉淀劑優(yōu)于MgO 和H3PO4 組合,垃圾滲濾液中的氨氮質(zhì)量濃度可由5618 mg/ L 降低到65 mg/ L。 李芙蓉等采用氧化鎂和磷酸作為沉淀劑去除煤氣洗滌循環(huán)水中高濃度的氨氮,效果良好。 李才輝等對MAP法處理氨氮廢水的工藝進(jìn)行優(yōu)化,研究表明氨氮的去除率隨著反應(yīng)時間的增加而增加,隨著Mg∶N 比值的增加而增加。 劉小瀾探討了不同操作條件對氨氮去除率的影響,在pH值為8.5-9. 5 的條件下,投加的藥劑Mg2+：NH4+ ∶PO43- (摩爾比)為1. 4∶1∶0. 8 時,廢水氨氮的去除率達(dá)99 %以上,出水氨氮的質(zhì)量濃度由2 g/ L 降至15 mg/ L。 國外對用化學(xué)沉淀法去除廢水中的氨氮也有較多研究。 Stratful等詳細(xì)研究了影響磷酸銨鎂沉淀及晶體生長的因素,得出4點(diǎn)結(jié)論: （1）過量的銨離子對形成磷酸銨鎂沉淀有利; （2）鎂離子可能是形成磷酸銨鎂沉淀的限制因素; （3）如果要想從廢水中回收磷酸銨鎂,需要得到比較大的晶體顆粒,則至少需要3 h 的結(jié)晶時間; （4）沉淀的pH 值應(yīng)大于8. 5。 Battistoni 等進(jìn)行了用化學(xué)沉淀法從廢水厭氧消化后的上清液中同時回收氮和磷的研究。廢水厭氧消化過程中,有機(jī)物中的氮和磷被微生物分解為無機(jī)的磷酸鹽和氨氮,添加MgO 可以生成磷酸銨鎂沉淀可回收磷和氮。 Lind 等則進(jìn)行了用磷酸銨鎂沉淀法從人的尿液中回收營養(yǎng)物質(zhì)的研究,可以回收65. 0 % -80. 0 %的氮。 化學(xué)沉淀法的最大優(yōu)點(diǎn)是可以回收廢水中的氨,所生成的沉淀可以作為復(fù)合肥而利用。存在的主要問題是沉淀劑的用量較大,需要對廢水的pH 進(jìn)行調(diào)整,另外有時生成的沉淀顆粒細(xì)小或是絮狀體,工業(yè)中固液分離有一定困難。 (二) 生物脫氮法 1. 傳統(tǒng)硝化反硝化 傳統(tǒng)硝化反硝化工藝脫氮處理過程包括硝化和反硝化兩個階段。在將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮的基礎(chǔ)上,硝化階段是將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽氮或硝酸鹽氮的過程;反硝化階段是將硝化過程中產(chǎn)生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成氮?dú)獾倪^程。只有當(dāng)廢水中的氮以亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的形態(tài)存在時,僅需反硝化一個階段。 盡管傳統(tǒng)硝化反硝化工藝脫氮在廢水脫氮方面起到了一定的作用,但仍存在以下問題: （1）硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高生物濃度,特別是在低溫冬季。因此造成系統(tǒng)總水力停留時間(HRT) 長,有機(jī)負(fù)荷較低,增加了基建投資和運(yùn)行費(fèi)用; （2）硝化過程是在有氧條件下完成的,需要大量的能耗; （3）反硝化過程需要一定的有機(jī)物,廢水中的COD 經(jīng)過曝氣有一大部分被去除,因此反硝化時往往要另外加入碳源(例如甲醇) ; （4）系統(tǒng)為維持較高生物濃度及獲得良好的脫氮效果,必須同時進(jìn)行污泥回流和硝化液回流,增加了動力消耗及運(yùn)行費(fèi)用; （5）抗沖擊能力弱,高濃度氨氮和亞硝酸鹽進(jìn)水會抑制硝化菌的生長; （6）為中和硝化過程產(chǎn)生的酸度,需要加堿中和,增加了處理費(fèi)用。 由于傳統(tǒng)硝化反硝化具有一些弊端,國內(nèi)外一些學(xué)者研究的熱點(diǎn)集中在如何改進(jìn)傳統(tǒng)的硝化反硝化工藝。近年來研究成果主要有短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、同時硝化反硝化、反硝化除磷等。 2. 短程硝化反硝化 短程硝化反硝化又稱亞硝化反硝化,把硝化反應(yīng)過程控制在氨氧化產(chǎn)生NO2-的階段, 阻止NO2-進(jìn)一步氧化, 直接以NO2-作為菌體呼吸鏈氫受體進(jìn)行反硝化。此過程減少了亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽,然后硝酸鹽再還原成亞硝酸鹽兩個反應(yīng)的發(fā)生,降低了需氧量、反硝化過程中有機(jī)碳的投入量,降低了能耗和運(yùn)行費(fèi)用。 短程硝化反硝化與傳統(tǒng)的生物脫氮相比具有以下優(yōu)點(diǎn): （1）于活性污泥法,可以節(jié)省25 %的供養(yǎng)量, 降低能耗; （2）節(jié)省反硝化所需碳源40% ,在C/ N一定的情況下可提高總氮的去除率; （3）減少污泥量可達(dá)50 %; （4）減少堿耗; （5）提高反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)時間,減少反應(yīng)器容積。 實(shí)現(xiàn)短程硝化與反硝化的關(guān)鍵是抑制硝化菌的活性而使NO2-得到累積。影響硝化菌活性及NO2-累積的因素有自由氨、pH、DO、溫度等。